一种多用途的盾构隧道衬砌结构制造技术

本发明专利技术公开了一种多用途的盾构隧道衬砌结构，包括第一盾构隧道衬砌环、第二盾构隧道衬砌环和隔离连接结构，所述第一盾构隧道衬砌环和第二盾构隧道衬砌环错缝安装在所述隔离连接结构的相对两侧构成盾构隧道衬砌单元，所述盾构隧道衬砌单元通过紧固连接机构纵向拼装形成盾构隧道衬砌结构；本发明专利技术的盾构隧道衬砌结构能用于不同交通建设的错缝拼装，能减小了大直径隧道断面的情况下将不同交通建设两两合一，不仅提高了结构的可靠度，对围岩的扰动较小，又减小施工时盾构机的扭矩；以解决现有的独立交通建设占据较大的地面和地上空间及其结构整体性弱的问题。

A multi-purpose shield tunnel lining structure

The invention discloses a multi-purpose shield tunnel lining structure, which comprises a first shield tunnel lining ring, a second shield tunnel lining ring and an isolation connection structure. The first shield tunnel lining ring and the second shield tunnel lining ring are staggered and installed on opposite sides of the isolation connection structure to form a shield tunnel lining unit, and the shield tunnel lining unit is connected by fastening The shield tunnel lining structure is formed by longitudinal assembly of the mechanism; the shield tunnel lining structure of the invention can be used for staggered assembly of different traffic construction, and can reduce the cross-section of the large-diameter tunnel and combine the different traffic construction into one, which not only improves the reliability of the structure, has less disturbance to the surrounding rock, but also reduces the torque of the shield machine during construction; to solve the existing independent traffic construction The problem of occupying large ground and above ground space and weak structural integrity is considered.

【技术实现步骤摘要】
一种多用途的盾构隧道衬砌结构
本专利技术涉及盾构隧道施工
，具体涉及一种多用途的盾构隧道衬砌结构。
技术介绍
经济的发展需要良好的交通，但大量路面交通的出现占据了许多地面资源，加之城市建筑需要占用绝大部分土地，能够用于城市绿化的土地少之又少，使得绝大多数城市变为了“钢铁城市”。在倡导绿色、可持续发展的理念下，将地面交通转移至地下是一种可行的发展方案，在未来的城市交通发展中，地下交通将会增加，原有的地面交通部分将用于城市绿化建设，这是一种必然趋势。随着我国城市的发展建设，地上地下的交通建设越来越多，城市内用于交通建设的空间变得越发的苛刻，比如存在以下几种情况：独立的高铁与地面轻轨线路不仅会占据较大的地面和地上空间，还会对周边的居住和商业活动产生较大的影响；新建公路线路和新建地铁线路线型选择日益受到约束且施工规模受到限制；我国的隧道结构通常为一个圆形隧道，倘若要满足双向四车道的交通需求，隧道直径至少需要达到16.7m，而如此大的隧道结构需要十分巨大的刀盘扭矩，目前为止还从未出现如此大的盾构隧道。由于盾构法的安全可靠、施工时速度快、技术成熟、对周围环境影响小等优点，已经是城市轨道交通的建设中的首选施工方法。自盾构机掘进技术被引入国内后，通过十几年的消化吸收，中国已经成为盾构相关设备的制造与技术强国，根据实际需求，已经先后出现了椭圆形盾构、马蹄形盾构、矩形盾构等异性盾构机。针对以上需求，采用盾构法修建盾构隧道衬砌结构能解决公铁共用重叠式隧道不会占据较大的地面和地上空间的问题、修建两条分离的盾构隧道能解决上述隧道直径较大的问题及采用盾构法修建双向的公路盾构隧道即可减小隧道直径，又可减小施工的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种多用途的盾构隧道衬砌结构，能用于不同交通建设的错缝拼装，以解决现有的独立交通建设占据较大的地面和地上空间及其结构整体性弱的问题。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种多用途的盾构隧道衬砌结构，包括第一盾构隧道衬砌环、第二盾构隧道衬砌环和隔离连接结构，所述第一盾构隧道衬砌环和第二盾构隧道衬砌环错缝安装在所述隔离连接结构的相对两侧构成盾构隧道衬砌单元，所述盾构隧道衬砌单元通过紧固连接机构纵向拼装形成盾构隧道衬砌结构。进一步地，所述第一盾构隧道衬砌环为地铁环，所述第二盾构隧道衬砌环为高铁环，所述地铁环和高铁环分别安装在所述隔离连接结构的上下两侧，所述紧固连接机构包括开设于所述地铁环及高铁环上的纵向螺栓孔和与所述纵向螺栓孔配合的纵向螺栓。进一步地，所述隔离连接结构为钢混组合承载梁，所述钢混组合承载梁包括两排自上而下设置的混凝土垫层和工型钢支承梁，所述工型钢支承梁的左右两端均设有上下两个嵌合部，各个所述嵌合部、地铁环与嵌合部的连接部及高铁环与嵌合部的连接部上均设有弯螺栓孔，环向弯螺栓穿设于所述弯螺栓孔将地铁环和高铁环分别错缝安装在所述钢混组合承载梁的上下两端。进一步地，所述地铁环、高铁环和钢混组合承载梁的幅宽均为1.5m。进一步地，所述第一盾构隧道衬砌环为公路环，所述第二盾构隧道衬砌环为地铁环，所述公路环和地铁环分别安装在所述隔离连接结构的上下两侧，所述紧固连接机构包括开设于所述公路环及高铁环上的纵向螺栓孔和与所述纵向螺栓孔配合的纵向螺栓。进一步地，所述隔离连接结构为箱型隔离板，所述箱型隔离板由2块边缘箱型块和2块对称箱型块组成，2块所述边缘箱型块分别设于2块所述对称箱型块的两端，所述边缘箱型块和对称箱型块上均开设有弧形螺栓孔，弧形螺栓穿设于所述弧形螺栓孔将边缘箱型块和对称箱型块连接成箱型隔离板，2块所述边缘箱型块上下两侧边缘开设有斜螺栓孔，斜螺栓穿设于所述斜螺栓孔将公路环和地铁环错缝安装在所述箱型隔离板的上下两端。进一步地，所述公路环、地铁环及箱型隔离板的宽幅均为2m。进一步地，所述第一盾构隧道衬砌环和第二盾构隧道衬砌环为直径相同的两车道公路环，所述第一盾构隧道衬砌环和第二盾构隧道衬砌环分别安装在所述隔离连接结构的左右两侧，所述紧固连接机构包括开设于所述公路环上的纵向螺栓孔和与所述纵向螺栓孔配合的纵向螺栓。进一步地，所述隔离连接结构为六边形空心支柱，所述空心支柱上设有一组上下布置的定位榫，所述空心支柱的四角均开设有Ⅱ型螺栓孔，Ⅱ型螺栓穿设所述Ⅱ型螺栓孔将两个公路环错缝安装在所述空心支柱的左右两端。进一步地，所述空心支柱与公路环的接触边的延长线通过所述公路环的圆心，所述定位榫的一侧设有榫头，另一侧设有榫槽。本专利技术的有益效果是：1)本专利技术的盾构隧道衬砌结构为一体式结构，其整体性更强，结构更稳定牢固；现有的单个圆型的大断面盾构隧道如果要实现多种交通两用共用，盾构机直径须达到较大的范围才能实现，过大不仅会导致盾构机的刀盘扭矩急剧增加，而且隧道管片的厚度也会明显增加，这将会大大增加开挖量，工程造价将成倍增加；本专利技术的共用的多用途的盾构隧道衬砌结构采用半径为不同或相同的隧道相重叠，减小了大直径隧道断面的情况下将两种不同的交通线双线合一，不仅提高了结构的可靠度，较小对围岩的扰动，又减小施工时盾构机的扭矩，减小了地铁环管片和高铁环管片厚度，纵向单位土方开挖量也减小了，节约了成本和施工时间，对城市轨道交通建设具有较大的现实意义。2)本专利技术的交通线的各环管片最多只需要2种，但通过极少种类的环管片就可实现管片环的错缝拼装，提高了衬砌结构的纵向刚度，接缝处都是紧密结合的，还具有较好的防水效果；隔离连接结构通过其与第一盾构隧道衬砌环或第二盾构隧道衬砌环的嵌合使共用盾构隧道结构环成为一个整体，使共用盾构隧道结构环具有高强、轻质等优点。3)本专利技术只需经过一次性开挖，盾构隧道衬砌结构就能一次性拼装成形，与分离式小断面盾构隧道相比，没有分离式盾构隧道之间的夹层土，本专利技术的结构整体性更强、对周围土层扰动更小、施工风险更小，有助于更好地控制地面沉降，保证周边建构筑物的安全。附图说明图1为本专利技术的实施例1的整体结构示意图；图2为图1中1-1向的剖视图；图3为本专利技术的实施例1的工型钢支承梁的结构示意图；图4为本专利技术的实施例2的整体结构示意图；图5为本专利技术的实施例2的箱型隔离板的俯视图；图6为本专利技术的实施例2的箱型隔离板的仰视图；图7为本专利技术的实施例3的整体结构示意图；图8为本专利技术的实施例3的空心支柱结构示意图；图9为本专利技术的实施例3的空心支柱的拼装结构示意图；图中，1-第一盾构隧道衬砌环，101-第一地铁环管片，102-第二地铁环管片，103-环向螺栓孔，101’-第一公路环管片，102’-第二公路环管片，101”-第一公路环管片，2-第二盾构隧道衬砌环，201-第一高铁环管片，202-第二高铁环管片，201’-第二地铁环管片，202’-第二地铁环管片，201”-第二公路环管片，3-隔离连接结构，4-纵向螺栓孔，5-钢混组合承载梁，501-混凝土垫层，502-工型钢支承梁，503-嵌合部，6-弯螺栓孔，7-箱型隔离板，7本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多用途的盾构隧道衬砌结构，其特征在于：包括第一盾构隧道衬砌环(1)、第二盾构隧道衬砌环(2)和隔离连接结构(3)，所述第一盾构隧道衬砌环(1)和第二盾构隧道衬砌环(2)错缝安装在所述隔离连接结构(3)的相对两侧构成盾构隧道衬砌单元，所述盾构隧道衬砌单元通过紧固连接机构纵向拼装形成盾构隧道衬砌结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种多用途的盾构隧道衬砌结构，其特征在于：包括第一盾构隧道衬砌环(1)、第二盾构隧道衬砌环(2)和隔离连接结构(3)，所述第一盾构隧道衬砌环(1)和第二盾构隧道衬砌环(2)错缝安装在所述隔离连接结构(3)的相对两侧构成盾构隧道衬砌单元，所述盾构隧道衬砌单元通过紧固连接机构纵向拼装形成盾构隧道衬砌结构。


2.根据权利要求1所述的多用途的盾构隧道衬砌结构，其特征在于：所述第一盾构隧道衬砌环(1)为地铁环，所述第二盾构隧道衬砌环(2)为高铁环，所述地铁环和高铁环分别安装在所述隔离连接结构(3)的上下两侧，所述紧固连接机构包括开设于所述地铁环及高铁环上的纵向螺栓孔(4)和与所述纵向螺栓孔(4)配合的纵向螺栓。


3.根据权利要求2所述的多用途的盾构隧道衬砌结构，其特征在于：所述隔离连接结构(3)为钢混组合承载梁(5)，所述钢混组合承载梁(5)包括两排自上而下设置的混凝土垫层(501)和工型钢支承梁(502)，所述工型钢支承梁(502)的左右两端均设有上下两个嵌合部(503)，各个所述嵌合部(503)、地铁环与嵌合部(503)的连接部及高铁环与嵌合部(503)的连接部上均设有弯螺栓孔(6)，环向弯螺栓穿设于所述弯螺栓孔(6)将地铁环和高铁环分别错缝安装在所述钢混组合承载梁(5)的上下两端。


4.根据权利要求3所述的多用途的盾构隧道衬砌结构，其特征在于：所述地铁环、高铁环和钢混组合承载梁(5)的幅宽均为1.5m。


5.根据权利要求1所述的多用途的盾构隧道衬砌结构，其特征在于：所述第一盾构隧道衬砌环(1)为公路环，所述第二盾构隧道衬砌环(2)为地铁环，所述公路环和地铁环分别安装在所述隔离连接结构(3)的上下两侧，所述紧固连接机构包括开设于所述公路环及高铁环上的纵向螺栓孔(4)和与所述纵向螺栓孔(4)配合的纵向螺栓。

【专利技术属性】
技术研发人员：晏启祥，张君臣，林刚，易丹，史宣陶，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川;51